题目内容
【题目】如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定有一半径为R、关于OB所在直线对称的圆弧形光滑绝缘轨道ABC,在桌面内加一沿OB方向、场强大小为E的水平匀强电场,现将一质量为m、带电量为+q的绝缘小球从轨道左侧某位置以垂直OB所在直线的初速度v0推出,小球在电场的作用下恰好从A点沿圆弧轨道切线方向进入圆弧轨道(已知OA与垂直OB的直径之间的夹角为θ),并最终从C点离开圆弧轨道,试求:
(1)小球推出点距O点沿电场方向的距离;
(2)小球经过B点时对轨道的压力大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)设小球从推出点到A点所用时间为t,从推出到A的过程中,沿电场方向匀加速直线运动位移
在A点时,由速度方向关系有
联立解得
推出点到O点沿电场方向的距离
(2)小球过A点时,有
从A到B,由动能定理,有
在B点,对小球,有
则由牛顿第三定律,有小球对轨道的压力为
联立解得

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